Вырастить и сохранить зерно поможет сканер
Сибирские ученые создают прибор, позволяющий определять состояние почвы, растений и зерна, выявлять опасные изменения и предотвращать потери урожая на ранних стадиях.
Одна из важнейших задач растениеводов – сохранение урожая и ресурсов для производства. Нужно не только вырастить как можно больше качественного зерна. Не менее важно после уборки его сберечь от порчи в местах хранения. Необходимо сохранять и почву, с которой работают аграрии, она должна содержать только нужное количество химических веществ и не быть переувлажненной. Контролировать процессы помогают цифровые технологии.
Мобильный цифровой сканер
В Сибирском государственном университете телекоммуникаций и информатики (СибГУТИ) разрабатывают платформу, которая дает возможность растениеводам оперативно, на ранних стадиях, выявлять переувлажнение почвы, скрытое прорастание зерна в элеваторах и незаметные изменения в культурах. Экспертизы можно проводить без применения лабораторного оборудования.
В университете разрабатывается компактный фотоприемник – портативное устройство для спектрального анализа, предназначенное для оперативного контроля состояния сельскохозяйственных объектов в поле или на зернохранилищах.
В основе работы сканера лежит спектроскопия отражения. Все биологические объекты имеют индивидуальные спектральные «отпечатки», зависящие от их состояния. Луч света направляется на лист растения, слой почвы или зерно, затем фотоприемник фиксирует отраженный свет в заданном диапазоне. Проведя калибровку и цифровую обработку сигнала, устройство дает возможность оценивать состояние объекта. Аграрий получает информацию, в которой указаны: влажность почвы; количество вредных веществ в почве или зерне; риск анаэробиоза; содержание органических веществ. Причем прибор определяет количество «вредных» веществ в зерне или почве в процентном соотношении.
Спасение урожая
Ценность таких данных для аграриев сложно переоценить. Процесс изменения влажности почвы и прорастание зерна при больших объемах хранения всегда происходят постепенно и незаметно. Начальный этап практически невозможно увидеть, а затем становится слишком поздно, начинаются опасные процессы. Анаэробиоз – переувлажнение корневой системы, которая задыхается и урожай резко снижается. Самосогревание и прорастание зерна – основные причины потерь при хранении. Слишком большое количество агрохимикатов и органических веществ в почве сжигает растения и делает урожай непригодным для использования.
Помочь может только спектральный анализ, проведенный оперативно – он дает информацию о начале изменений. Это позволяет быстро принять меры, например, изменить температуру хранения, провести сушку зерна, оптимизировать внесение удобрений.
Важное преимущество фотоприемника – портативность. Его можно брать в поле или на элеватор и на месте оценивать состояние зерна и почвы. Еще недавно это было недоступно. В дальнейшем будет разработано мобильное приложение для работы в полевых условиях с помощью только телефона.
В перспективе ученые СибГУТИ планируют научить устройство обнаруживать самые сложные процессы, например, скрытое прорастание зерна в больших хранилищах.
Новый прибор будет особенно востребован в небольших фермерских хозяйствах. Крупные агрохолдинги имеют возможность содержать большой штат агрономов и оснащать их дорогим лабораторным оборудованием. А вот для малых и средних хозяйств недорогой портативный инструмент контроля просто незаменим.
Точное земледелие на экспорт
Когда начнется серийное производство устройства, оно станет частью российских систем точного (умного) земледелия, включающих датчики, роботы, мобильные приложения для оперативной работы, ИИ-аналитику и рекомендации для агронома.
Системы точного земледелия уже наполняются российским оборудованием. Так, компания «Когнитив Пилот» представила первого робота с искусственным интеллектом (ИИ) Cognitive Terra Sense, который проводит экспресс-анализ сельхозземель. Все датчики для определения состава почвы спроектированы российскими инженерами.
Технологии позволят нарастить объем производства зерновых, а значит, укрепить позиции России на мировом рынке продовольствия. Президент России Владимир Путин поставил задачу к 2030 году увеличить экспорт сельхозпродукции в полтора раза по сравнению с 2021 годом. Это означает, что необходимо продать продукции АПК примерно на $55 млрд. В 2023 году объем экспорта составил $43,5 млрд.
Технологические решения, снижающие себестоимость, повышающие объем и качество продукции, могут стать отдельным экспортным продуктом. На внешние рынки могут предлагаться комплексные системы, включающие сканер, мобильное приложение, методики калибровки под различные почвы и культуры, а также ИИ-аналитику.
Наиболее востребованы такие платформы будут в дружественных странах – ЕАЭС, СНГ, Ближнего Востока, Африки и Азии, где есть потребность в доступных мобильных инструментах контроля качества почвы и урожая.
